In der Welt des 3D-Drucks gibt es einen zunehmenden Bedarf, die Fertigungsmöglichkeiten aller Arten von Teilen und Oberflächen zu erweitern, um die Entwicklung der Branche zu unterstützen. In diesem Fall finden Sie das Verchromen von Teilen, die mit einem 3D-FDM-Drucker hergestellt wurden.

Das Auftreten neuer Materialien, wie PC-ABS, hat den 3D-FDM-Druck revolutioniert und nicht nur, weil es sich um ein Material mit hohen mechanischen Eigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegenüber widrigen Umgebungen handelt, sondern auch, weil es eines der am häufigsten verwendeten Kunststoffe ist, wenn es darum geht, eine ausgezeichnete Oberfläche zu verchromen. Das Verchromen von Kunststoffteilen wird verwendet, um dekorative oder nicht-funktionelle Teile herzustellen, die eine identische Oberflächenbeschaffenheit wie verchromtes Metall aufweisen, jedoch viel leichter und kostengünstiger sind.

Bild 1: Gedrucktes Teil aus Polymaker PC-ABS. Quelle: Polymaker

Weil Kunststoffe nicht leitfähige Materialien für Elektrizität sind, müssen sie einer Reihe von Operationen von hoher Toxizität und schwieriger Kontrolle unterzogen werden, damit sie in der Lage sind, die Metallschichten zu erfassen, die Teil des Verchromungsprozesses sind. Um einen idealen, gleichmäßigen und glänzenden Finish zu erreichen, ist es notwendig, eine Schicht Nickel auf das Kunststoffteil aufzutragen, um Glanz zu erzeugen und einen Bestandteil sicherzustellen, der die Haftung von Kupfer gewährleistet.

Nachdem die Vorverchrombehandlung durchgeführt wurde, ist der nächste Schritt, alle Arten von Schmutz zu entfernen, die auf der Oberfläche des Teils vorhanden sein können, mit organischen Lösungsmitteln (Ethanol), die auch mögliche Oxide entfernen. Dieser Schritt wird in Ultraschallwaschmaschinen für 5 - 20 Minuten durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle Bereiche des Teils vollständig frei von Ablagerungen sind. Mit dem vollständig sauberen Teil wird er in einen Behälter mit Chromsäurelösung (20 - 30 %) bei einer Temperatur von 80 ºC gelegt. Der Kontakt von ABS oder PC-ABS mit dieser Lösung verursacht die Reaktion eines der Bestandteile dieser Materialien, wodurch Mikroporen entlang der gesamten Oberfläche des Teils entstehen, eine Mikroporosität, die für die Haftung der Produkte der folgenden Schritte erforderlich ist. Der Teil wird erneut gewaschen, diesmal jedoch mit destilliertem Wasser, dann wird er in eine 1%ige Palladiumlösung bei einer Temperatur von 70 ºC eingetaucht und anschließend mit Heißluftgebläsen getrocknet, wodurch ein elektrisch leitender Teil entsteht.

Der nächste Schritt besteht darin, das Teil an einen Kupferleiter (Kathode) anzubringen, durch den der Strom fließt, und die gesamte Baugruppe in ein Kupferbad bei einer Temperatur von 70 °C einzutauchen. Beim Einführen des aktivierten Kunststoffs (elektrisch leitend) mit Palladium verlässt er die mikroporöse Oberfläche, um dem Kupfer das Eindringen zu ermöglichen, wodurch eine dünne Kupferschicht entsteht. Sobald Kupfer auf der Oberfläche erhalten ist, wird es mit einem konventionellen Elektrolysebad verdickt, um den Widerstand der Oberflächenbeschichtung zu erhöhen. Die Chromschicht wird auf der zweiten Kupferschicht durch Elektrolyse in einem Chromsäurebad erzeugt. Auf diese Weise werden neben der Verchromung auch Nickel, Silber, Tan usw. bei Teilen erreicht, die mit einem 3D-FDM-Drucker und Filamenten hergestellt wurden, die ABS (ABS oder PC-ABS) enthalten.

Bild 2: Chrom-PC-ABS-Teil. Quelle: Metallfabrik

Wenn Sie einen Chromeffekt auf andere Arten von Kunststoffen erzielen müssen, die nicht ABS oder PC-ABS sind, oder auf diese, jedoch wirtschaftlicher, gibt es einige Sprays. Mit einem Chromspray kann ein Finish ähnlich dem des oben erklärten Prozesses erzielt werden, jedoch mit weniger Glanz und einer sehr geringen Beständigkeit gegen Kratzer und Stöße.

Um das bestmögliche Oberflächenergebnis zu erzielen, muss der Benutzer die Oberfläche des Teils vorbereiten, bis ein gleichmäßiges und glattes Finish erreicht ist, denn im Gegensatz zur lackierten Oberfläche zeigt die Verchromung alle möglichen Unregelmäßigkeiten, die das Teil haben kann.

Das Filament2print-Team empfiehlt Benutzern, die ihre 3D-gedruckten Teile metallisieren möchten (verchromen, vernickeln, versilbern usw.), sich an ein Unternehmen zu wenden, das auf das Verchromen von Kunststoffteilen spezialisiert ist, da es sich um einen komplexen, mühsamen und gefährlichen Prozess handelt.